Avainsana: alityöntövyöhyke

Kallioperämme tarina, osa 17 – Onko Suomessa tulivuoria tulevaisuudessa?

Kallioperämme vanhimmat jäljet tulivuorista ovat iältään yli 2,9 miljardia vuotta. Nuorimmat tulivuoret purkautuivat todennäköisesti vajaa 400 miljoonaa vuotta sitten. Onko mahdollista, että Suomessa olisi tulivuoria vielä joskus tulevaisuudessa?

Kallioperämme on ollut jo satoja miljoonia vuosia keskellä vakaata manneraluetta, kaukana aktiivisista laattarajoista. Vaikka manneralueemme ovat revenneet useita kertoja miljardeja vuosia pitkän historiansa aikana, ei mikään viittaa siihen, että näin olisi tapahtumassa lähitulevaisuudessa. Kallioperämme rauha tuskin häiriintyy vielä moniin miljooniin vuosiin.

Pohjois-Atlantin itärannikolla, Portugalin edustalla, on kuitenkin alustavia merkkejä uuden laattarajan muodostumisesta. Kun merellinen litosfääri vanhenee, se muuttuu raskaammaksi ja voi alkaa upota. Jos Atlantin merenpohja alkaisi työntyä Euraasian mantereen alle, se merkitsisi alityöntövyöhykkeen syntymistä ja räjähtämällä purkautuvien kerrostulivuorten muodostumista alueelle – ehkä ensin nykyiselle Pyreneiden niemimaalle, mutta vyöhykkeen laajetessa kohti pohjoista myös Britteinsaarille ja lopulta ehkä tänne Fennoskandiaankin. Tähän menisi vähintään kymmeniä miljoonia vuosia.

Se on sitten eri asia, että onko Suomea tai suomalaisia enää olemassa seuraavien ”Fennoskandian tulivuorten” syntyessä. Kansakuntien kehityksen ja geologisten prosessien aikaskaalat kun ovat hyvin erilaisia. Yksi asia on silti varmaa – maankamaramme jatkaa elotonta elämäänsä meistä ihmisistä riippumatta.

—

Olemme tässä sarjassa käsitelleet Suomen kallioperän tarinaa pääpiirteittäin ja muutamia mielenkiintoisia yksityiskohtia esiin nostaen. Kyseessä on kuitenkin vain hyvin ohut pintaraapaisu ja paljon jäi kertomatta. Tulevassa kirjassamme pääset sukeltamaan hieman syvemmälle aiheeseen. Siihen liittyen seuraavassa blogipäivityksessä onkin isoja uutisia!

-> edellinen Osa 16

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 8 – Etelä-Suomen perusta luotiin

Noin 1900 miljoonaa vuotta sitten alkoi toden teolla tapahtua myös Etelä-Suomessa. Sarja pienten mannerkappaleiden törmäyksiä päin Itä- ja Pohjois-Suomen arkeeisia osia käynnistyi nykyisestä lounaasta. Alkoi Svekofenninen orogenia eli vuorijonopoimutus.

Etelä-Suomen kohdalla oli tällöin alityöntövyöhyke, mahdollisesti useita sellaisia. Mannerkappaleiden mosaiikki oli luultavasti aluksi hieman samanlainen kuin nykyisessä Indonesiassa ja kehittyi siitä enemmän nykyisten Andien kaltaiseksi ympäristöksi. Törmäyksen loppuvaiheessa paikalla kohosi Himalajan korkuinen poimuvuoristo, kun mannerkappaleet olivat kasautuneet yhteen ja alityöntö loppunut. Törmäys oli kaikkinensa ohi noin sadassa miljoonassa vuodessa.

Törmäyksessä maan uumeniin poimuttui sulkeutuvien merialtaiden sedimenttejä sekä tulivuorikaarien kiviä. Ne metamorfoituivat ja poimuttuivat, mutta ovat paikoin edelleen alkuperäiset piirteensä hyvin säilyttäneitä. Niitä leikkaavat vuoriston uumenissa kiteytyneet erilaiset magmakivet eli syväkivet. Osa niistä syntyi törmäyksen viimeisissä vaiheissa, kun poimuvuoriston juuret sulivat osittain.

Tampereen liuskealue.
Vihreä = tummia tulivuorikiviä; keltainen = vaaleita tulivuorikiviä; sininen = metamorfoituneita savisia sedimenttikiviä (liuskeita, gneissejä ja migmatiitteja); harmaa = metamorfoituneita hiekkakiviä; oranssi = syväkiviä.
Pikkukuvan yksinkertaistetut kokonaisuudet: a) Arkeeinen (>2500 milj. v.) kratoni; b) Kratonin päälle ja reunoille muodostuneita kiviä (2500-1900 milj. v.); c) Svekofennisen orogenian kallioperää (1900-1800 milj. v.); d) Nuorempaa prekambrista kallioperää (1800-540 milj. v.); e) Paleotsooista kallioperää (<540 milj. v.; muun muassa Kaledonidit).

Tampereen liuskealue sisältää eräitä Suomen parhaiten säilyneitä kaariympäristön kiviä. Alue on ollut perinteinen Helsingin yliopiston geologian opiskelijoiden kohde kallioperäkartoituskurssilla. Siellä mekin opimme kartoittamaan kallioita ja tunnistamaan kivilajeja, muun muassa 1900 miljoonaa vuotta vanhojen tulivuorten purkauskerrostumia!

Helsingin yliopiston kallioperäkartoituskurssilla vuonna 2010

-> seuraava Osa 9

-> edellinen Osa 7

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 6 – Kittilän maahanmuutto

Kittilän alueelta löytyy paljon vulkaanisia kiviä. Niitä on todellakin paljon, sillä nykypäivään asti säilyneiden vulkaanisten muodostumien kokonaispaksuuden on arveltu olevan noin kuusi kilometriä!

Muodostumasta tunnetaan tulivuorikaaren kiviä, jotka ovat syntyneet mannertörmäykseen liittyvässä alityöntövyöhykkeessä. Törmäys tapahtui todennäköisesti nykyisestä lännestä päin noin 1,92–1,91 miljardia vuotta sitten eli muutamia kymmeniä miljoonia vuosia granuliittikaaren muodostaneen törmäyksen alkamisen jälkeen. Nykytiedon mukaan Karjalan muinaismantereeseen törmäsi pieni arkeeinen mannerkappale, jota on nimitetty Norrbottenin mikromantereeksi.

Tämä ei kuitenkaan ole Kittilän koko tarina. Kittilän muodostuman laavakivistä suuri osa on itse asiassa kemialliselta koostumukseltaan merenpohjan suuria laavatasankoja muistuttavia. Tällaiset suuret ja paksut laavatasangot eivät sukella mantereen alle kovin helposti. Laavatasangot ja Norrbottenin mikromantereen kyljessä ollut vulkaaninen kaari työntyivätkin törmäyksessä Karjalan muinaismantereen päälle. Samaan sykkyrään survoutui muuten myös maapallon vaippakerroksen kappaleita, joita on paljastuneena Sodankylän Nuttioilla!

Maapallon vaipasta peräisin olevia kivilajeja Sodankylän Nuttioilla

Kittilän vulkaanisten muodostumien suhteet ympäröiviin kiviyksiköihin ovat näiden tapahtumien seurauksena epäselviä ja usein merkittävien siirroslinjojen rajaamia. Puhutaankin Kittilän alloktonista, jolla tarkoitetaan jostain muualta nykyiselle paikalleen mannerliikunnoissa kulkeutunutta erillistä kappaletta.

Kittilä on siis yhden suuren maahanmuuttajan alue, joka kotoutui lopulta osaksi omaa kallioperäämme.

-> seuraava Osa 7

-> edellinen Osa 5

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 5 – Törmäyksen jäljet Suomen päälaella

Suomen kallioperän kehityshistoriasta kirjoitettaessa nostetaan usein esiin suuri mannertörmäys. Sillä viitataan tavallisesti Svekofenniseen orogeniaan, joka tapahtui noin 1900-1800 miljoonaa vuotta sitten ja jonka aikana nykyisen Etelä-Suomen alueelle kohosi korkea poimuvuoristo. Mekin olemme kirjoittaneet siitä aiemmin tässä blogissa.

Tämä ei suinkaan ollut ainoa mannertörmäys, joka on luonut ja muokannut kallioperäämme. Yksi niistä tapahtui kymmeniä miljoonia vuosia aikaisemmin Suomi-neidon päälaen seudulla.

Kuolan arkeeisen (> 2500 milj. v.) muinaismantereen törmäys Karjalan muinaismantereeseen alkoi noin 1,96 miljardia vuotta sitten. Mantereiden väliin syntyi ensin alityöntövyöhyke ja noin 1,91 miljardia vuotta sitten ne lukkiutuivat toisiinsa kiinni. Törmäyksen sauma on edelleen hyvin näkyvissä Inarin ja lähialueiden kallioperässä.

Lapin granuliittikaari koostuu hyvin korkean metamorfoosiasteen kivistä, joiden ulkonäöstä tulee usein mieleen kivettynyt marjapuuro. Ne edustavat törmäyksessä syntyneen poimuvuoriston taka-altaaseen kerrostuneita sedimenttejä ja magmakiviä. Törmäyksen aikana kivet hautautuivat syvälle, jopa 30 kilometrin syvyyteen maanpinnan alle, ja puristuivat ryttyyn.

Granuliittia Inarissa. Punertavat ”marjat” ovat granaattia, sinertävä suurempi sattuma kordieriittia.

Granuliittikaaren molemmin puolin tavataan tulivuori- ja sedimenttikivien jäänteitä. Pohjoispuolella on itse vulkaanista kaarta ja sen sedimenttejä, eteläpuolella kivilajikokoelma, jota kutsutaan geologiassa nimellä mélange (tarkoittaa ranskaksi kirjaimellisesti sekasotkua). Eteläpuolen kivet jäivät vuorijononmuodostuksessa ylityöntyneen granuliittikaaren alle ja ovat siksi voimakkaasti metamorfoituneita ja hiertyneitä.

Jos siis liikut Sodankylästä Inarin kautta Utsjoelle, matkasi kulku on kallioperägeologisesti seuraavanlainen: aloitat muinaiselta Karjalan mantereelta, ylität vulkaanisen kaarikompleksin ja saavut muinaiselle Kuolan mantereelle. Aikamoinen matkaohjelma 300 kilometrin reitille!

-> seuraava Osa 6

-> edellinen Osa 4

-> alkuun Osa 1

Missä ympäristöissä tulivuoria esiintyy? Osa 2/3

Minkälaisissa ympäristöissä muinaiset vulkaaniset kivemme ovat muodostuneet? Planeettamme nykyiset tulivuoria ruokkivat geologiset ympäristöt voidaan karkeasti jakaa kolmeen ryhmään. Nämä ovat relevantteja myös valtaosalle Suomen tulivuorikivistä. Toisena esittelyssä subduktio- eli alityöntövyöhyke!

Alityöntövyöhykkeillä kivikehän laatat törmäävät ja raskaampi työntyy toisen alle vaippakerrokseen. Yksi yleinen virheellinen käsitys alityöntövyöhykkeisiin liittyen on, että kivisulien muodostuminen olisi laattojen välisen kitkalämmön aiheuttamaa. Syy on kuitenkin paljon yllättävämpi – nimittäin merivesi! Alityöntyvään mereiseen laattaan sitoutunut merivesi vapautuu sukeltavasta laatasta sen yläpuolelle vaipan kuumaan kiviainekseen. Vesi on tehokas agentti rikkomaan vaipan sisältämien mineraalien sidoksia ja vaipan sulamispiste alenee, joka johtaa kivisulan ja lopulta tulivuorien muodostumiseen.

Alityöntövyöhykeiden tulivuoret, kuten Tyynenmeren tulirenkaalla, ovat siis meriveden geologisen kierrätyksen seurausta! Niiden suuret vesipitoisuudet osaltaan edesauttavat niiden purkautumista räjähtämällä, kun kivisulaan sitoutunut vesi ja muut volatiilit komponentit erottuvat ja laajenevat kuumiksi kaasuiksi kivisulan kohotessa kohti maanpintaa.

Suomessa on säilynyt useiden eri alityöntövyöhykkeiden tulivuorten räjähdyspurkausten jäänteitä. Valtaosa niistä keskittyy eteläiseen Suomeen ja ne liittyvät 1,9-1,8 miljardia vuotta sitten tapahtuneeseen suureen mannertörmäykseen. Esimerkkejä löytyy niin pääkaupunkiseudulta, Pirkanmaalta (kuva Ylöjärveltä), Turun seudulta kuin Pohjanmaaltakin.